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메탄생산을 위한 유기폐기물의 고상 혐기성소화

전문가 제언: ○ 최근 우리나라에서도 활성오니 모델을 사용한 고도처리 시설설계를 하고 있다. 특히 호기성 입상 특징을 고려한 설계를 하고 있는데 이의 고밀도 집합 미생물 입상은 외형이 둥글고 부드러우면서 규칙적이고 탁월한 안정성과 높은 밀도 및 높은 강도의 미생물 집합 구조를 하고 있다. 이는 높은 바이오매스 체류시간과 유기물 부하능력을 발휘하면서 독성 내성도 있어 유익한 설계를 할 수 있다.

○ 대부분의 AD 프로세스는 단순하고 소화 실패를 일으킬 수 있는 과부하를 방지하기 위해 유기물 부하를 낮게 설정하여 운전하고 있다. 가수분해 분리나 아세트 균 및 메탄 균에 의한 산분해 단계는 AD 프로세스를 최적화 운전을 하는데 있어 매우 중요하다. 그리고 AD장치 최소 혼합은 미생물 손실을 억제하고 미생물 지지체를 만들 수 있게 된다.

○ 일반적으로 혐기성반응기의 이점을 달성하기 위해서는 충전-층 반응기 내부에서 접촉이 일어나게 하는 UASB 반응기나 미생물 바이오필름처럼 농축 미생물 입자를 사용하게 된다. 충전-층 반응기나 UASB 반응기 내의 입자 슬럿지 매체는 씻겨 나가는 것을 방지하는 필터역할을 하고 또한 메탄 균 증식을 위한 넓은 표면적을 제공한다.

○ 용해성 유기물을 다량 함유하고 있는 음식폐기물은 용이하게 휘발성 지방산으로 전환된다. 초기 소화단계에서 VFA의 과잉 전환은 pH를 크게 떨어트려 메탄균 활성을 억제하게 됨으로 유기산에 의한 메탄발효 억제를 감소하기 위해서는 혐기성소화 초기단계에 생성된 높은 탄화수소 공급원에 대해 동시소화로 효과적으로 대처해야한다.

○ 이 글에서 최적 C/N비는 발효 단계에서 발생되는 VFAs를 최소화하고 프로세스의 안전운전과 바이오가스 생산을 증가시키기 위해 적용하였다. 그리고 과잉으로 생성된 VFAs는 긴 체류시간과 소화물질의 필요량 및 신선한 공급원료 접종에 제한을 받게 하였으나 이의 문제는 반응기 설계 개선으로 극복할 수 있었다.

저자: Yebo Li, et. al
자료유형: 학술정보